Da quando gli astronomi hanno confermato il primo esopianeta nel 1995, hanno continuato a scoprire quasi 3.900 mondi distanti, con migliaia ancora in attesa di analisi. Quei pianeti sono disponibili in tutte le forme e dimensioni: ce ne sono alcuni che si sono gonfiati per essere più grandi di Giove e pianeti così caldi che hanno cieli di metallo vaporizzato che piovono di lava. Alcuni hanno le giuste dimensioni e temperatura per ospitare acqua liquida e possibilmente vita e uno può essere fatto principalmente di diamante.
Ora, riferisce Jeremy Rehm a Science News, possiamo aggiungere un'altra stranezza spaziale all'elenco: un pianeta prodotto da una massiccia collisione di due pianeti, creando un corpo celeste che è essenzialmente una grande palla di metallo con una crosta rocciosa.
Il pianeta è uno dei quattro esopianeti scoperti nel 2014 in orbita attorno a una stella chiamata Kepler 107 a circa 1.670 anni luce di distanza. Quando i ricercatori hanno deciso di calcolare le dimensioni e la massa dei pianeti, hanno scoperto qualcosa di insolito. Sebbene i due pianeti più interni, Kepler 107b e Kepler 107c, abbiano all'incirca le stesse dimensioni - circa 1, 5 volte più grandi della Terra - le loro masse sono abbastanza diverse: Kepler 107c è tre volte più denso del suo pianeta gemello e 10 volte più denso della Terra .
Inoltre, i gemelli Keplero non si adattano al normale schema di formazione del pianeta. In genere, durante i primi anni di un sistema solare c'è un disco di accrescimento fatto di gas e polvere che gira intorno a una stella e che i pianeti si condensano da quel materiale. I pianeti più densi e più rocciosi orbitano più vicini alle loro stelle poiché sono fatti di elementi più pesanti mentre i pianeti meno densi orbitano più lontano. Questo perché questi pianeti leggeri sono di solito fatti di elementi, come l'idrogeno e l'elio, che verrebbero strappati via dai venti solari se fossero più vicini alla stella. Ma Kepler 107c infrange questa regola e orbita più lontana rispetto al suo pianeta gemello più leggero, Kepler 107b.
"È più lontano dalla sua stella [rispetto a Kepler 107b], ma è più massiccio", dice a Rehm Eric Lopez, un astrofisico del Goddard Space Flight Center della NASA. "È un po 'strano."
Quindi, cosa ha reso Kepler 107c una tale testa di metallo e perché sembra fuori servizio? Per sondare questa domanda, un team internazionale di ricercatori ha raccolto oltre 100 misurazioni spettroscopiche dei pianeti intorno a Keplero 107 usando il National Galileo Telescope nelle Isole Canarie e poi ha fornito i dati in simulazioni al computer, riportano Helen Briggs e Paul Rincon alla BBC.
Sono arrivati a diverse possibilità che spiegano perché Kepler 107c è così denso ma situato più lontano dalla sua stella, che sono esplorati in un articolo sulla rivista Nature Astronomy . Per cominciare, potrebbe essere che si è formato più vicino al suo sole e poi si è allontanato. È anche possibile che un bombardamento di oggetti più piccoli colpisca una versione più grande e precedente di Keplero 107c e abbia strappato via gran parte del suo guscio esterno roccioso, lasciando indietro il denso nucleo metallico del pianeta. Ma lo scenario più convincente è una collisione tra due mondi.
Se due pianeti rocciosi - ciascuno con circa 10 volte la massa della Terra e ciascuno con un nucleo di ferro che costituiva circa il 30 percento della sua massa - si schiantarono l'uno contro l'altro ad alta velocità, potrebbe strappare o vaporizzare gran parte del materiale roccioso e produrre un pianeta autonomo con un nucleo di ferro sovradimensionato. Mentre sono possibili altri scenari, la teoria della collisione è l'idea che spiega meglio i dati.
Mentre si ritiene che i mega-impatti tra pianeti e protopianeti avvengano abbastanza spesso in tutto l'universo, gli astronomi non hanno mai assistito all'evento o trovato prove del fenomeno al di fuori del nostro sistema solare. Se Keplero 107c è stato creato da una collisione, potrebbe aiutarci a capire di più sulla formazione planetaria.
"Si ritiene che gli impatti giganti abbiano avuto un ruolo fondamentale nel plasmare il nostro attuale sistema solare. La luna è molto probabilmente il risultato di un tale impatto, potrebbe essere anche l'alta densità di Mercurio e il grande satellite di Plutone Charon è stato probabilmente catturato dopo un impatto gigantesco, "Co-autore Zoe Leinhardt dell'Università di Bristol in un comunicato stampa." Ma fino ad ora, non avevamo trovato alcuna prova di impatti giganteschi che si verificano nei sistemi planetari al di fuori della nostra. Se la nostra ipotesi fosse corretta, si collegherebbe il modello generale che abbiamo per la formazione del nostro sistema solare con un sistema planetario che è molto diverso dal nostro. "
Mentre l'ipotesi è affascinante, sarà difficile dimostrarlo. Cayman Unterborn, esogeologo presso la Arizona State University, dice a Rehm di Science News che è un'idea intrigante, ma non è davvero possibile estrapolare i dati sul mantello e sul nucleo di Kepler 107c semplicemente dalla sua densità. Potrebbero esserci altre cose in gioco che non comprendiamo ancora.
"Avendo la densità di un pianeta, puoi dire se è roccioso o acquoso o gassoso", dice. "Ma in realtà quanto è grande il mantello rispetto al nucleo è un po 'difficile", anche se spera che il documento "stimoli un sano dibattito sulle origini dei pianeti che sono un po' strani".
Ed è probabile che gli astronomi presto nuoteranno in dati su strani esopianeti. Proprio il mese scorso, i ricercatori hanno rilasciato la prima goccia di dati dal satellite di nuova generazione della NASA, TESS, lanciato sulla scorsa estate, e il set di dati comprendeva 200 potenziali nuovi mondi, inclusi alcuni che sembrano già strani come Kepler 107c.
